CN105699373A - 硝酸铁溶液中铜含量检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硝酸铁溶液中铜含量检测方法。其采用碘量法对硝酸铁溶液中的铜离子进行检测，大大缩短了时间，提高了工作效率。本发明采用的检测方法的步骤为：1)准确移取硝酸铁溶液，置于250mL锥形瓶中，加入30mL—50mL水；2)滴加体积比为1:1的氨水调节硝酸铁溶液的pH值为2.5；3)加入10mLpH值为3.6的HAc-NaAc溶液；4)加入1.5-2.0g的氟化物,晃动溶液，使溶液颜色由红色变为无色；所述的氟化物为NaF。5)加入2.0-2.5g KI溶液，加入量为大于检测量的2-3倍，使得溶液颜色变为深黄色；6)用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至浅黄色，再加3mL淀粉指示剂溶液，滴定至浅蓝色后，加入2mLNaSCN溶液，继续滴定至蓝色消失。

Description

硝酸铁溶液中铜含量检测方法

技术领域

本发明涉及一种硝酸铁溶液中铜含量检测方法。

背景技术

原分析方法采用的是沉淀过滤法排除铁离子的干扰，即为在碱性氨溶液中，铜能形成[Cu(NH₃)₂]²⁺络合离子进入溶液，铁则形成氢氧化铁沉淀，过滤试液，进入滤液的铜用碘量法来测定硝酸铁溶液中的铜含量。由于形成的氢氧化铁的沉淀物为絮状，会对溶液中的离子有吸附性，因此在过滤形成氧化铁沉淀的试液时，滤液中的铜离子回收率较低，为了保证将铜离子尽可能收集到滤液中，很耗费时间，一般分析时间为两个半小时。

发明内容

本发明的目的是提供一种硝酸铁溶液中铜含量检测方法，其采用碘量法对硝酸铁溶液中的铜离子进行检测，大大缩短了时间，提高了工作效率。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：硝酸铁溶液中铜含量检测方法，其特征在于：所述的检测方法的步骤为：

1)准确移取硝酸铁溶液，置于250mL锥形瓶中，加入30mL—50mL水；

2)滴加体积比为1:1的氨水调节硝酸铁溶液的pH值为2.5；

3)加入10mLpH值为3.6的HAc-NaAc溶液；

4)加入1.5-2.0g的氟化物,晃动溶液，使溶液颜色由红色变为无色；

5)加入2.0-2.5gKI溶液，加入量为大于检测量的2-3倍，使得溶液颜色变为深黄色；

6)用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至浅黄色，再加3mL淀粉指示剂溶液，滴定至浅蓝色后，加入2mLNaSCN溶液，继续滴定至蓝色消失。

所述的氟化物为NaF。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明选用掩蔽剂掩蔽铁离子、调节溶液酸碱度以及合适的缓冲溶液的方法对溶液进行处理，再采用碘量法对硝酸铁溶液中的铜离子进行检测，分析时间由原来的两个半小时节省到现在的20分钟以内，大大节约了工作时间，提高了工作效率、并且能够最大限度的提高实验结果的准确度。

具体实施方式

本发明选用效果最佳的pH缓冲溶液和合适的掩蔽剂对溶液中的干扰Fe³⁺进行完全的无色的掩蔽，再用化学滴定法对铜离子的含量进行检测，从而消除采用传统的沉淀过滤法排除Fe³⁺的干扰，再用化学滴定法进行铜离子含量的检测，而存在的结果准确差以及花费时间长的弊端。

本发明采用的方法步骤为：

1)准确移取硝酸铁溶液，置于250mL锥形瓶中，加入30mL—50mL水；

2)滴加体积比为1:1的氨水调节硝酸铁溶液的pH值为2.5；

3)加入10mLpH值为3.6的HAc-NaAc溶液；

4)加入1.5-2.0g的氟化物,晃动溶液，使溶液颜色由红色变为无色；

5)加入2.0-2.5gKI溶液，加入量为大于检测量的2-3倍，使得溶液颜色变为深黄色；

6)用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至浅黄色，再加3mL淀粉指示剂溶液，滴定至浅蓝色后，加入2mLNaSCN溶液，继续滴定至蓝色消失。

所述的氟化物为NaF。

实施例：准确移取2ml、4ml、5ml、10ml不同量的硝酸铁溶液按照本法的方法步骤进行实验检测，具体结果见下表。

通过上表可见，本方法对于移取2ml、4ml、5ml、10ml不同体积的硝酸铁溶液时，对溶液中铜含量检测的结果重复性较好，实验所消耗的时间均可控制在20分钟以内。因此，本方法在硝酸铁溶液中铜含量的检测中，可有效提高实验的重复性，大大缩短实验时间，充分先显示出该法的简便性和实用性。

1、本发明实验原理：

在弱酸性溶液中(pH＝3～4)，Cu²⁺与过量的KI作用，生成CuI沉淀和I₂，析出的I₂可以采用淀粉为指示剂，用Na₂S₂O₃标准溶液滴定。有关反应如下：

2Cu²⁺+4I^-＝2CuI↓+I₂I₂+2S₂O₃ ^2-＝2I^-+S₄O₆ ^2-

由于CuI沉淀表面会吸附一些I₂使滴定终点提前，并影响准确度，在接近滴定终点时，加入少量的硫氰酸盐，将CuI转化为溶解度更小的CuSCN沉淀，能使被吸附的I₂从沉淀表面置换出来，使终点明显，从而被Na₂S₂O₃溶液滴定，使分析结果的准确度得到提高。有关反应如下：

SCN^-+CuI＝CuSCN+I^-

本实验选用效果最佳的pH缓冲溶液和合适的掩蔽剂对溶液中的干扰Fe³⁺进行完全的无色的掩蔽，再用化学滴定法对铜离子的含量进行检测，从而消除采用传统的沉淀过滤法排除Fe³⁺的干扰，再用化学滴定法进行铜离子含量的检测，而存在的结果准确差以及花费时间长的弊端。

2、本发明实验步骤：

按照检测步骤，准确移取2ml的硝酸铁溶液，置于250mL锥形瓶中，加入30mL水；滴加体积比为1:1的氨水，溶液的pH值分别调节为2.0、2.5、3.0、3.5；再加入pH值一定的缓冲溶液；加入Fe³⁺掩蔽剂,使溶液变为无色或淡黄色；加入过量的2-2.5gKI溶液，立即用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至浅黄色，再加3mL淀粉指示剂溶液，滴定至浅蓝色后，加入2mLNaSCN溶液，继续滴定至蓝色消失。按照下式进行结果计算。

硝酸铁溶液中的铜含量为X(g/L)，按下式进行计算：

$X=\frac{C\×V_1\×0.6355}{V_2}\×1000$

式中：C----Na₂S₂O₃标准溶液的浓度，mol/L

V₁---滴定所消耗的Na₂S₂O₃标准溶液的体积，mL

V₂---移取的硝酸铁溶液的体积，mL

0.06355---与1.00mlNa₂S₂O₃标准溶液[C(Na₂S₂O₃)＝1mol/L相当的，以克表示的铜的质量。

3、实验条件的选择

3.1实验方法的选用：

分别采用铁离子的沉淀过滤法和掩蔽法对硝酸铁溶液的中铜离子进行检测，实验结果见下表。

根据实验结果可见，采用铁离子沉淀法和采用铁离子掩蔽法所得实验结果偏差较大，从相对偏差的结果来看，采用铁离子掩蔽法对铜离子检测结果的影响较小，实验结果的重复性较好。

3.2掩蔽剂的选择：

由于硝酸铁溶液中含量Fe³⁺和Cu²⁺，在一定的酸碱度条件下，氟化物可有效的对溶液中的Fe³⁺进行有选择性掩蔽，查阅大量资料和实验证明，F^-与溶液中的Fe³⁺形成无色的[FeF₆]^3-的形式存在,使得溶液由红色变为无色，不干扰终点颜色的判断,同时也可消除了Fe³⁺与KI作用析出I₂，使计算结果偏高，反应式为2Fe³⁺+2I^-＝2Fe²⁺+I₂。引入Na⁺在溶液中不会对结果造成影响，因此掩蔽剂氟化物选用NaF。

3.3溶液酸碱度的调节及缓冲溶液的选择：

溶液pH应控制在3.0-4.0之间。因为酸度过低，Cu²⁺容易水解，结果偏低，反应速率慢，终点拖长；酸度过高，则I₃ ^-容易在Cu²⁺催化下，被空气中的氧氧化，使结果偏高。又由于当溶液pH值为3.5-4时，0.5g氟化钠可掩蔽300mgFe³⁺。实例二，准确移取6份2mL硝酸铁溶液于锥形瓶中，加入30mL水，用体积比为1:1氨水调溶液的pH值分别调节为2.0、2.5、3.0、3.5，按照检测步骤进行检测。计算结果见下表。

通过上表实验数据可得，用(1:1)氨水调节溶液的pH值为2.5左右时，再加入10mlpH值＝3.6的HAc-NaAc溶液，氟化钠对溶液中的Fe³⁺的掩蔽效果最佳，溶液可变为无色。如果直接将溶液由(1:1)氨水调节溶液的pH值为3.5时，此时在加入10mlpH值＝3.6的HAc-NaAc溶液，溶液的总体pH值偏高酸度过低，Cu²⁺容易水解，结果偏低，反应速率慢，终点拖长。

4、注意事项

4.1Cu²⁺与I^-之间的反应是可逆的，任何引起Cu²⁺浓度减小(如形成络合物等)或引起CuI溶解度增大的因素均使反应不完全，加入过量KI，可使Cu²⁺的还原趋于完全。但是，CuI沉淀强烈吸附I₃ ^-，又会使结果偏低。通常的办法是在近终点时加入硫氰酸盐，将CuI(Ksp＝1.1′10^-12)转化为溶解度更小的CuSCN沉淀(Ksp＝4.8×10^-15)。在沉淀的转化过程中，吸附的碘被释放出来，从而被Na₂S₂O₃溶液滴定，使分析结果的准确度得到提高。

4.2必须加入过量的KI，加入KI，有三个用途：还原剂，将Cu²⁺还原为Cu⁺；沉淀剂，沉淀CuI；络合剂，将I₂络合为I₃ ^-。

4.3滴定过程中，应遵循滴定前期快滴慢摇、滴定后期慢滴快摇的操作方法，滴定前期快滴慢摇，防止加入碘化钾后，使析出的易挥发的I₂挥发，造成结果偏低；后期加入硫氰酸盐后慢滴快摇，有利于沉淀的转化和被吸附的I₂得到完全的释放，迅速得到反应，从而使得滴定结果接近更为接近真实值。

4.4淀粉指示剂必须在接近终点是加入。否则会吸附I₂分子，影响结果的测定。

4.5硫氰酸盐不能过早的加入，由于可发生如下反应：

6Cu²⁺+7SCN^-+4H₂O＝6CuSCN↓+SO₄ ^2-+8H⁺+CN^-

导致可逆反应：2CU²⁺+4I^-＝2CuI↓+I₂向左移动，从而使析出的I₂减少，使得测定结果偏低，因此不能早加，只能临近终点时加入。

4.6本试验方法适用于含Cu²⁺和Fe³⁺的溶液，其他微量金属离子的最大允许量为ug·mL^-1计。

通过以上的实验，本发明在检测硝酸铁溶液中的铜含量时，采用铁掩蔽法比使用铁沉淀过滤法可有效提高工作效率，在实验结果的准确性和重复性上也有很大的提高。

Claims (2)

1.硝酸铁溶液中铜含量检测方法，其特征在于：所述的检测方法的步骤为：

1)准确移取硝酸铁溶液，置于250mL锥形瓶中，加入30mL—50mL水；

2)滴加体积比为1:1的氨水调节硝酸铁溶液的pH值为2.5；

3)加入10mLpH值为3.6的HAc-NaAc溶液；

4)加入1.5-2.0g的氟化物,晃动溶液，使溶液颜色由红色变为无色；

5)加入2.0-2.5gKI溶液，加入量为大于检测量的2-3倍，使得溶液颜色变为深黄色；

6)用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至浅黄色，再加3mL淀粉指示剂溶液，滴定至浅蓝色后，加入2mLNaSCN溶液，继续滴定至蓝色消失。

2.根据权利要求1所述的一种硝酸铁溶液中铜含量检测方法，其特征在于：所述的氟化物为NaF。